电路及元器件故障探查及原因分析方法

曾经流传一个故事，某人朝青蛙喊了一声，青蛙吓得一蹦，然后他把青蛙的腿剁掉了，再喊，青蛙不蹦了，于是，倒推出了一个结论，青蛙的听觉是靠腿部的某个器官实现的。就是说，我们有时候根据整改结果倒推出来的故障机理也未必是正确的。

那这事怎么解决呢？

用下图的仪器和测试方法（china@rdcoo.com）可以解决。请耐着性子看下去，看是怎么分析的，看分析结果到底如何。

案例1：光耦故障

某客户单位的电焊机电源板，上面有一只光耦，经常坏掉，光耦之前的输入电信号是能测到，但通过接插件导线连接到另一块板卡时，在接收端只能得到畸变后的三角波。

客户工程师的困惑：光耦的发光端坏了，还是光敏接收端坏了？应力是哪里来的？是什么应力？
接手任务后，第一件是要客户提供1只好的光耦，几只坏的光耦。然后开始中医诊疗法。

1、望：光耦外观正常。

2、闻：用鼻子闻，没闻到焦糊味道，或者说没闻到明显焦糊味道，本人有轻微鼻炎；

3、问：没问，懒得问了。

4、切：VI曲线测试，就是用上面的仪器来测端口特性阻抗波形，做好坏器件的对比测试。波形如下：

经过中医诊疗之后，基本结论是：

1、极大可能没有热损伤。热损伤会有焦糊味道，严重的在“望”的时候，会看到明显的变色、炭化、裂纹、融化、炸裂等痕迹。轻微的热损伤，如果发生在器件内部的晶圆或导电带上，外观又看不出来，味道也很轻微，鼻子不够灵敏的也未必闻得出来。

2、根据IV曲线的2-3，可以看出，发光二极管一侧两端曲线，好的器件和故障器件是一样的，基本断定发光侧正常；但是6-5的好坏器件曲线对比，反向二极管特性没有了。7-5同理。
由此可以彻底否决第1条的热损伤怀疑，因为这类器件的热损伤表现现象应该为开路，但该故障的表现仍表现为单向二极管特性，不是开路。

由此基本确定为大电压小电流的损伤。下一步是要查找电压的来源，datasheet里有光耦的内部电路图结构。Pin6和pin7在片内就是通的，所以它俩个管脚的IV曲线一样的故障现象就好理解了。

由内部电路图此推之，Tr-2的e-c端PN结损坏，而且高压来源来自于5一端。类似问题，最大可能的几种可能高压来源是：

1、Pin-5的Gnd与PE Gnd连在一起，但PE端接地不好，上面会带电（一般110V左右），这跟电路设计结构和地处理方式有关；

2、接插件连接如果连接松动，工作时再有些震动，时松时紧时断时开，断开瞬间容易打火也有瞬间高压；

3、Pin-6、Pin-7、Pin-5的管脚上，有直接相连的感性器件，在启停瞬间，感性负载上会产生反向电动势，作用到Tr2的ce两端，导致损坏。

剩下的就是设计工程师根据这个思路去查找隐患点了。至于解决办法，因为涉及到客户的电路原理图，不便透露诸位就见谅了。其实解决思路很简单的。

案例2：某电源+65V无输出

根据对功能电路的初步分析，能把问题集中在以场效应管BUZ80为中心的放大器部分以及以IC2（UC1524A-J）为中心的振荡电路部分。对该部分电路的每一个管脚对地做IV曲线对比测试，将故障板与一与其完全相同的好板子做比较。发现IC2的Pin-10异常，好的板卡与故障板卡波形差异较大。与该管脚相连的电路里有个电容C24，而故障VI曲线里却没有电容特性。将该电容拆下，用万用表测量，没有电容值。找了一个相同的电容换上，试机，故障消除。

类似的案例还有很多，就不一一列举了。在失效分析、元器件采购的来料质量检测、维修检修几方面均有使用。

如果需要这台仪器，我司可以提供，并教给您如何读图分析曲线的方法。如果您有器件或电路板发生了故障，我们的技术团队可以给您测试曲线，并协助分析电路图，给出失效的应力来源、失效的机理和解决的措施。